专利名称：：低碳药芯焊丝用盘条及其制造方法
技术领域：
：本发明属于冶金领域，具体涉及低碳药芯焊丝用盘条的化学元素设计及制造技术。
背景技术：
：药芯焊丝是20世纪50年代发展起来的高效焊接材料，它继承了焊条的成份可调的优点，又克服了焊条不能连续、自动焊接的缺点，其熔敷效率甚至可以高达手工焊条的4倍，还具有焊缝成形光顺美观、焊接变形小及容易操作、品种多样化等一系列优点，因此，药芯焊丝一走向市场，便受到以造船业为首的制造业的欢迎，并逐渐应用到工业生产的每个行业。我国20世纪60年代开始研制药芯焊丝，但直到80年代末在生产中应用还较少，进入90年代后，根据市场需求，特别是造船业大量出口船舶的建造需求，国内一些企业才开始在引进国外技术与设备的基础上生产药芯焊丝，随着我国制造业的快速发展，以造船业为主的有关行业对药芯焊丝的需求量不断扩大，尽管国内药芯焊丝的年产量也随之连年增加，但目前外国产品仍然占据我国药芯焊丝市场不少的份额。药芯焊丝的生产工艺共有三种钢管法、钢带法和盘条法。钢管法是传统的生产工艺，虽然生产工艺简单，但成本较高，国际上只有极少数厂家采用这种方法生产；钢带法成本比钢管法略低，技术难度也不大，是国际上普遍采用的生产方法；盘圆法从根本上解决了药芯焊丝原材料加工成本过高的问题，生产成本低于前二者，但技术难度较大。用盘条法制造药芯焊丝的主要工艺为热轧盘条一除氧化铁皮一盘条表面润滑一二道或二道以上冷拉一开坯成V形槽—经多道轧辊逐步轧成U形槽一加入药粉一合缝一减径拉丝一收线。盘条经冷轧后钢的硬度和强度明显提高，因此盘条法药芯焊丝合缝的难度要远远大于钢带法药芯焊丝，这就对药芯焊丝用盘条的性能提出了更高要求1.成分设计必须合理，确保盘条冷轧成U形槽后，钢的硬度和强度能便于合缝；2.成分要均勻，尽可能确保盘条冷轧成U形槽后，钢的硬度和强度通条均勻性；3.夹杂物级别尽可能低。虽然使用盘条法有着明显的成本优势，但在使用盘条法生产药芯焊丝过程中，钢的硬度和强度明显提高，合缝的难度要远远大于钢带法药芯焊丝，这是采用盘条法生产药芯焊丝的一大技术难题，因此，目前普遍采用钢带法生产药芯焊丝。目前，国内用于生产药芯焊丝用盘条的钢种及化学成份如表1。表1国内用于生产药芯焊丝用盘条及化学成份(熔炼成份和盘条成份，Wt%)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>同时，通过国内外有关专利、公开发布的资料检索，未发现与本发明材料相关的有关文献。
发明内容本发明所需要解决的技术问题是通过合理的化学成份设计及高线控轧控冷工艺，生产出一种新的药芯焊丝用盘条，这种盘条虽然在生产过程中钢的硬度和强度提高了，但能确保合缝的顺利进行。本专利申请提供的药芯焊丝用盘条由如下化学成分组成C0.001-0.050；Si0.001-0.050；Mn0.10-0.24；S彡0.012；P彡0.015；N彡0.007；Al彡0.06；Cu彡0.05%,Ni彡0.08%,Cr彡0.07%,V^0.01%,Hg^0.0002%,Ca彡0.003%,Sn彡0.01%。在一个实施方案中，本发明的药芯焊丝用盘条所含元素中，S(0.010；Al0.03-0.06。在另一个实施方案中，本发明的药芯焊丝用盘条所含元素中，当Al<0.01时，还含有Ti0.02-0.05；Nb(0.012。钢中的化学元素是确保材料性能的基本保证，是能否确保药芯焊丝合缝顺利进行的基础。本发明药芯焊丝用盘条的成份设计中重点考虑盘条经拉拔、开槽后，不应由于钢的硬度和强度提高而不能合缝或合缝难度大，影响生产效率，由于碳、硅、锰在钢中是主要强化元素，也是提高钢材原始强度的关键途径之一，因此以低碳、低硅、低锰为主进行化学成份设计，达到降低钢材原始强度，从而减小因盘条冷加工的加工硬化程度。夹杂物是影响钢材加工性能的主要因素之一，本发明的药芯焊丝用盘条中，夹杂物的控制符合GB/T10561标准检验A彡2.5级、B彡2.0级、C彡2.0级、D彡2.0级。本发明药芯焊丝用盘条的力学性能为抗拉强度350MPa;断面收缩率Z彡80%。本发明药芯焊丝用盘条的制造方法包括冶炼、控制轧制和控制冷却步骤，所述冶炼步骤包括在真空度<2τ下进行炉外精炼，终温度控制为1590°C士20°C；所述控制轧制步骤包括875°C_925°C精轧机组轧制和825°C_925°C减定径机组轧制；所述控制冷却步骤采用高线斯太尔摩线控制冷却。本发明药芯焊丝用盘条的工艺更具体地描述如下脱硫铁水一转炉一RH(炉外)精炼一钢锭浇注一钢锭均热一开坯一钢坯表面机械清理一高线加热炉加热一高线控制轧制一高线斯太尔摩线控制冷却。制造工艺要点RH(炉外)精炼要求·RH处理模式为本处理，真空度<2τ，保持10分钟以上，同时在RH进行脱碳。纯脱气时间大于5分钟。·RH终温度控制为1590°C士20°C。高线轧制在线温度控制精轧机组进口温度940士25°C；减定径机组进口温度900士25°C；吐丝温度850士20°C。斯太尔摩线控制冷却(1)辊道速度(m/sec)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(2)风机全关，保温罩全开。本发明通过对材料优化设计及制造工艺设计，解决了药芯焊丝盘条生产过程中因钢的硬度和强度提高带来的合缝难度增大这一技术难题，为推广盘条法生产药芯焊丝提供资源和技术保障，降低了生产成本，具有实际应用推广价值。用本发明的材料和工艺生产的药芯焊丝用盘条，在供应国外焊接用钢生产厂家用于生产药芯焊丝上，使用效果良好，用户反映盘条化学成份均勻、力学性能稳定、夹杂物控制水平良好，使用性能良好，完全达到了企业的技术规范及使用要求。实施例下面用实施例对本发明作进一步阐述。应当理解，这些实施例仅用于说明本发明而非对本发明有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施中所作的任何变动都将落在权利要求书的范围内。实施例1按如下化学成分组成C0.001-0.050；Si0.001-0·050；Mn0.10-0.24；S彡0.010；P彡0.015；N彡0.007；Al0.03-0.06；Cu彡0.05%、Ni彡0.08%,Cr^O.07%,V^O.01%,Hg^O.0002%,Ca^O.003%,Sn^O.01%进行转炉冶炼，然后在真空度<2τ下进行炉外精炼(RH)，保持10分钟以上，同时进行脱碳，纯脱气时间大于5分钟，RH终温度控制在1590°C士20°C，炉外精炼后进行钢锭浇注。将钢锭均热、开坯、表面机械清理后送入高线加热炉加热。高线控制轧制工序中在线控制温度如下精轧机组进口温度940士25°C；减定径机组进口温度900士25°C；吐丝温度850士20°C。控制轧制工序进行高线斯太尔摩线控制冷却，得到本发明的钢种D。实施例2除了Al含量控制在<0.01、N含量控制在<0.006，并添加Ti0.02-0.05、Nb(0.012外，其他元素成分和工艺过程与实施例1相同，得到本发明的钢种E。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>-<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>比较钢种与本发明钢种索氏体含量与脱碳层深度控制实绩比较如表5所示。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求一种药芯焊丝用盘条，由如下化学成分组成C0.001-0.050；Si0.001-0.050；Mn0.10-0.24；S≤0.012；P≤0.015；N≤0.007；Al≤0.06；Cu≤0.05％、Ni≤0.08％、Cr≤0.07％、V≤0.01％、Hg≤0.0002％、Ca≤0.003％、Sn≤0.01％。2.如权利要求1所述的药芯焊丝用盘条，其中S≤0.010；Al0.03-0.06。3.如权利要求1所述的药芯焊丝用盘条，其中当Al<0.01时，还含有Ti0.02-0.05；Nb^0.012。4.权利要求1所述药芯焊丝用盘条的制造方法，包括冶炼、控制轧制和控制冷却步骤，其特征在于所述冶炼步骤包括在真空度<2τ下进行炉外精炼，终温度控制为15900C士20°C；所述控制轧制步骤包括875°C_925°C精轧机组轧制和825°C_925°C减定径机组轧制；所述控制冷却步骤采用高线斯太尔摩线控制冷却。全文摘要本发明提供一种药芯焊丝用盘条，由如下化学成分组成C0.001-0.050；Si0.001-0.050；Mn0.10-0.24；S≤0.012；P≤0.015；N≤0.007；Al≤0.06；Cu≤0.05％、Ni≤0.08％、Cr≤0.07％、V≤0.01％、Hg≤0.0002％、Ca≤0.003％、Sn≤0.01％。所述药芯焊丝用盘条的制造方法包括冶炼、控制轧制和控制冷却步骤，所述冶炼步骤包括在真空度＜2τ下进行炉外精炼，终温度控制为1590℃±20℃；所述控制轧制步骤包括875℃-925℃精轧机组轧制和825℃-925℃减定径机组轧制；所述控制冷却步骤采用高线斯太尔摩线控制冷却。本发明解决了药芯焊丝盘条生产过程中因钢的硬度和强度提高带来的合缝难度增大这一技术难题，具有实用价值。文档编号C22C38/12GK101811232SQ20091004644公开日2010年8月25日申请日期2009年2月23日优先权日2009年2月23日发明者周金芳申请人:宝山钢铁股份有限公司